Фамилия Наташенкова напрямую связана с женским именем Наталья, точнее, с его уменьшительной формой Наташа. Имя Наталья восходит к латинскому слову «наталис» — «родной, родимый», а также к устойчивому выражению «диэс наталис», то есть «день рождения, рождества». Так что в основе фамилии лежит значение «родная», «родимая».

Словообразовательная модель здесь не совсем обычная. Фамилия имеет суффикс -енков, который типичен для украинской и южнорусской традиции, а затем к этой основе добавили русский суффикс -а. Получилась форма Наташенкова — то есть «женщина из рода Наташенко». Если бы фамилия осталась в исходном виде, мы бы имели дело с Наташенко — так на Украине называли потомка человека по имени Наташа, что само по себе любопытно: обычно такие патронимы строили от мужских имён, но здесь основой послужило женское.

Вероятно, предки носителей фамилии жили на территории современной Украины или в южнорусских землях, где фамилии на -енко были широко распространены. Позже, при переезде в Россию или в результате канцелярской русификации, к фамилии добавили конечное -а, чтобы приспособить её к русской грамматической норме. Так Наташенко превратился в Наташенкова, и теперь фамилия склоняется по типу прилагательных женского рода, хотя носителями её могут быть и мужчины.

Сам факт образования фамилии от женского имени не уникален, но встречается реже, чем от мужских. Обычно так закреплялось прозвище, которое давали сыну или дочери по матери, особенно если она была вдовой или играла заметную роль в семье. В данном случае родоначальницей, судя по всему, была женщина по имени Наталья, которую в быту звали Наташей.

Точное время возникновения фамилии установить сложно. Массовое закрепление фамилий у крестьян и мещан произошло в России после отмены крепостного права, то есть во второй половине XIX века, но отдельные случаи могли фиксироваться и раньше. Для окончательных выводов о месте и времени появления рода Наташенковых нужны генеалогические изыскания, изучение метрических книг и ревизских сказок.